JP4380460B2 - 放射線検出装置、シンチレータパネル、及び放射線検出システム - Google Patents

Description

本発明は、医療診断機器及び非破壊検査機器等に用いられるシンチレータパネル、放射線検出装置及び放射線撮像システムに関し、特に、Ｘ線撮影などに用いられるシンチレータパネル、放射線検出装置及び放射線撮像システムに関する。なお、本明細書においては、放射線の範疇に、Ｘ線、γ線などの電磁波も含むものとして説明する。

従来、Ｘ線蛍光体層が内部に備えられた蛍光スクリーンと両面塗布剤とを有するＸ線フィルムシステムが一般的にＸ線写真撮影に使用されてきた。

しかし、最近、Ｘ線蛍光体層と２次元光検出器とを有するデジタル放射線検出装置の画像特性が良好であることと、データがデジタルデータであるためネットワーク化したコンピュータシステムに取り込むことによってデータの共有化が図られる利点があることとから、デジタル放射線検出装置について盛んに研究開発が行われ、種々の特許出願も行われている。

上記のデジタル放射線検出装置の中でも、高感度で高鮮鋭な装置として、特許文献１に開示されているように、複数のフォトセンサ及びＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｌｉｍ Ｔｔａｎｓｉｓｔｅｒ：薄膜トランジスタ）などの電気素子が２次元に配置されている光電変換素子部からなる光検出器（「センサーパネル」とも言う）上に、放射線を光電変換素子で検出可能な光に変換する蛍光体層を形成した支持板（「シンチレータパネル」とも言う）を貼り合わせてなる放射線検出装置（「貼り合わせタイプ」または「間接タイプ」等とも言う）が知られている。

また、特許文献２または３に開示されているように、複数のフォトセンサ及びＴＦＴ等の電気素子が２次元に配置されている光電変換素子部からなる光検出器上に、放射線を光電変換素子で検出可能な光に変換するための蛍光体層を直接形成してなる放射線検出装置（「直接蒸着タイプ」又は「直接タイプ」等とも言う）が知られている。

図６は、従来の放射線検出装置を示す断面図である。１０１はガラス基板、１０２はアモルファスシリコンを用いたフォトセンサとＴＦＴからなる光電変換素子部、１０３は配線部、１０４は電極取り出し部（電極パッド部）、１０５は窒化シリコンなどよりなる保護層を示し、これらの１０１−１０５によってセンサーパネル１００が構成される。

センサーパネル１００上には、光電変換素子部１０２に対応するように蛍光体層１２０が形成され、この蛍光体層１２０を被覆するよう蛍光体保護層１２１が設けられている。
特開２０００−３５６６７９号公報 特開２０００−２８４０５３号公報 特開平０５−１８０９４５号公報

これら従来例において、直接蒸着タイプの場合、蛍光体層１２０とセンサーパネル１００間に形成されている蛍光体下地層として、たとえば、無機膜である窒化シリコン等の保護層上に、センサーパネルの剛性保護の目的でポリイミド樹脂等の有機膜を設けることが知られている。

これと同様に、貼り合わせタイプの場合も、蛍光体層と支持基板間に形成されている蛍光体下地層としてポリイミド樹脂等の有機膜を設けることが知られている。

しかしながら、従来技術で形成されたポリイミド樹脂からなる有機膜は、ピンホール欠陥や、成膜過程で発生した異物欠陥の付着による欠陥が発生していた。このようにポリイミド樹脂からなる有機膜にピンホールや突起欠陥が発生すると、その上部に形成される蛍光体層に欠陥が生じる恐れがあった。特に蛍光体層が、蒸着により形成され柱状結晶構造を有するアルカリハライド系の蛍光体、例えばＴｌがドープされたヨウ化セシウム等からなる場合、蛍光体下地層のピンホール欠陥や突起欠陥に起因してスプラッシュ欠陥と呼ばれる異常成長部が形成され、発光輝度の不均一性に伴う解像度の低下や、蛍光体層の耐湿性の低下などを招く恐れがあった。

ポリイミド樹脂からなる有機薄膜に、ＣｓＩ：ＴＩからなる柱状結晶構造を有する蛍光体層を蒸着法によって形成すると、ポリイミド樹脂との密着性がわるく、蛍光体層の成膜過程で蛍光体層とポリイミド樹脂の一部に剥離が生じることがあり問題となった。

特に、高感度な柱状結晶構造の蛍光体層を用いる場合に、蛍光体層の厚さが４００μｍ以上になるように成膜することが必要となるため、蛍光体下地層と蛍光体層の界面の応力が大きくなり剥離が発生しやすくなることが判明した。

本発明は、このような従来の事情を考慮してなされたもので、蛍光体下地層のピンホール欠陥や突起欠陥を抑制して蛍光体層の欠陥を少なくし、画像欠陥のない高品位な放射線検出装置を提供するものである。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、基板と、前記基板上に配置された、光を電気信号に変換する複数の光電変換素子からなる受光部と、前記受光部上に配置された保護層とを有するセンサーパネルと、前記センサーパネル上に配置された蛍光体下地層と、前記蛍光体下地層上に配置された、放射線を光に変換する蛍光体層と、を有する放射線検出装置において、前記蛍光体層は、蒸着法によって形成された、無機材料のアルカリハライド及び付活剤からなる柱状結晶構造を有し、前記蛍光体下地層は、無機材料からなる前記保護層上にプラズマ重合法で形成された、メトキシシラン構造を有する第１の有機膜、フッ素を含有する第２の有機膜、メトキシシラン構造を有する第３の有機膜がこの順に積層された有機膜からなることを特徴とする。

また、本発明は、前記蛍光体層上にホットメルト樹脂からなる蛍光体保護層を有することを特徴とする。

また、本発明は、請求項１又は２に記載の放射線検出装置を備えることを特徴とする放射線撮像システムである。

また、本発明は、支持部材と、前記支持部材上に配置された無機材料からなる反射層と、前記反射層上に配置された蛍光体下地層と、前記蛍光体下地層上に配置された、放射線を光に変換する蛍光体層と、前記蛍光体層を被覆する蛍光体保護層とを有するシンチレータパネルにおいて、前記蛍光体層は、蒸着法によって形成された、アルカリハライド及び付活剤からなる柱状結晶構造を有し、前記蛍光体下地層は、前記支持部材上にプラズマ重合法で形成された、メトキシシラン構造を有する第１の有機膜、フッ素を含有する第２の有機膜、メトキシシラン構造を有する第３の有機膜がこの順に積層された有機膜からなることを特徴とする。

また、本発明は、請求項４に記載のシンチレータパネルと、基板と、前記基板上に配置された、前記シンチレータパネルの前記蛍光体層で変換された光を電気信号に変換する複数の光電変換素子からなる受光部と、前記受光部上に配置された保護層とを有するセンサーパネルと、を有し、前記シンチレータパネルの前記蛍光体保護層と前記センサーパネルの受光部側の表面とを貼り合わせて形成されている。

また、本発明は、請求項１又は５に記載の放射線検出装置と、前記放射線を発生させる放射線源と、前記放射線検出装置からの信号を画像として処理する信号処理手段と、前記信号処理手段からの信号を保存する保存手段と、前記信号処理手段からの信号を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、以下の効果がある。

（１）蛍光体下地層をプラズマ重合法によって形成された有機膜で構成することにより、蛍光体下地層におけるピンホール欠陥及び不純物などによる突起欠陥がなくなるので、下地層上に形成された蛍光体層の欠陥の発生を抑えることができる。というのは、ピンホールは、被成膜面の凹凸を膜がカバーできないことと、被成膜面の科学的な汚れ又は化学的不活性部分に成膜されないことなどの理由で発生するのであるが、プラズマ重合法による有機膜の成膜は成膜時における方向性がなく凹凸のカバー性が優れているとともに、有機膜の成膜時のプラズマ化した各種活性種のエネルギーが高いため、被成膜面の表面の化学的汚れを活性種で活性化し除去することが可能であるためである。

（２）蛍光体層の欠陥の発生が防止できることにより、高品位で耐久性の高い放射線検出装置が得られる。

（３）プラズマ重合法によって形成された蛍光体下地層と柱状結晶構造を有する蛍光体層との密着性に優れ、保存耐久性に優れた放射線検出装置が得られる。

（４）蛍光体下地層をプラズマ重合法によって形成された有機膜で構成することにより、蛍光体層と蛍光体下地層の密着性が向上する。その理由は、モノマーがプラズマ化した各種活性種がハロゲン化アルカリのアルカリ金属表面の化学的汚れを除去し、又は不活性なアルカリ金属表面を活性化することにより、メトキシシラン系（ＳｉＯ（ＣＨ３）４）のプラズマ重合法によって形成された有機膜とアルカリ金属のファンデルワアールス力が向上するからである。また、活性化したＳｉＯとＣｓの反応（−Ｓｉ−Ｏ−Ｃｓ）が生成し密着力が向上する。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態としての放射線検出装置の要部を示す断面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態としての放射線検出装置のセンサーパネル全体を含む断面図である。

図１及び図２に示す放射線検出装置において、１０１はガラス基板、１０２はガラス基板１０１上に２次元状に形成されかつアモルファスシリコンを用いたフォトセンサとＴＦＴからなる画素に対応する光電変換素子部、１０３はガラス基板１０１上に形成されかつ光電変換素子部１０２に接続される配線部、１０４は配線部１０３に接続される電極取り出し部（電極パッド部）、１０５は光電変換素子部１０２及び配線部１０３を覆い、窒化シリコンまたは窒化シリコンとポリイミド樹脂との積層構造などよりなるセンサー保護層をそれぞれ示し、これら各要素１０１−１０５によってセンサーパネル（「２次元光検出器」及び「光電変換パネル」等とも呼ぶ）１００が構成される。

保護層１０５上には、さらに蛍光体下地層１が形成され、蛍光体下地層１上に蛍光体層２が形成されている。

また、放射線検出装置においては、センサーパネルをセンサーパネル１００の電極取り出し部１０４には、検出用集積回路ＩＣが実装されたフレキシブル回路基板の端子部（不図示）が異方導電性接着剤（接続部）を介して貼り合わされる。

蛍光体下地層１は、プラズマ重合法によって堆積されたプラズマ重合膜である。ここで、プラズマ重合膜とは、プラズマ重合法によって形成された有機膜のことを意味する。

プラズマ重合法とは、「モノマー」をプラズマ化させ、生成した各種活性種同士又は活性種とモノマーとの間で、付加反応及び再分解反応等の複雑な反応を繰り返し、くい万丈に重合体膜を堆積させる方法のことをいう。

以上説明したように、本実施の形態によれば、蛍光体下地層をプラズマ重合膜で形成することにより、蛍光体下地層におけるピンホール欠陥及び不純物などによる突起欠陥がなくなるので、蛍光体下地層上に形成された蛍光体層の欠陥の発生を抑えることができる。

というのは、ピンホールは、被成膜面の凹凸を膜がカバーできないことと、被成膜面の科学的な汚れ又は化学的不活性部分に成膜されないことなどの理由で発生するのであるが、プラズマ重合法による有機膜の成膜は、成膜時における方向性がなく凹凸のカバー性が優れているためであるとともに、プラズマ重合膜の成膜時のプラズマ化した各種活性種のエネルギーが高いため被成膜面の表面の化学的汚れを活性種で活性化し除去することが可能であるためと考えられる。

また、本実施の形態に用いるプラズマ重合膜として、モノマーガスとして、テトラメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ビニルトリメトキシシラン、などのメトキシシラン系化合物モノマーを用いたプラズマ重合法によって形成された有機膜（以下メトキシシラン系プラズマ重合膜と称する）を用いることが好ましい。メトキシシラン系プラズマ重合膜を用いることにより、蛍光体層と蛍光体下地層の密着性が向上する。その理由としては、モノマーがプラズマ化した各種活性種がハロゲン化アルカリのアルカリ金属表面の化学的汚れを除去し、又は不活性なアルカリ金属表面を活性化することにより、メトキシシラン系（ＳｉＯ（ＣＨ３）４）のプラズマ重合膜とアルカリ金属のファンデルワアールス力が向上するか、または、活性化したＳｉＯとＣｓの反応（−Ｓｉ−Ｏ−Ｃｓ）が生成し密着力が向上するかが考えられる。

［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態としての放射線検出装置の要部を示す断面図である。図４は、本発明の第２の実施の形態としての放射線検出装置のセンサーパネル全体を含む断面図である。

図３及び図４に示す放射線検出装置において、１０１はガラス基板、１０２はガラス基板１０１上に２次元状に形成されアモルファスシリコンを用いたフォトセンサとＴＦＴからなる画素に対応する光電変換素子部、１０３はガラス基板１０１上に形成され光電変換素子部１０２に接続される配線部、１０４は配線部１０３に接続される電極取り出し部（電極パッド部）、１０５は光電変換素子部１０２及び配線部１０３を覆い窒化シリコンなどよりなるセンサー保護層をそれぞれ示しこれら各要素１０１−１０５によってセンサーパネル（「２次元光検出器」、「光電変換パネル」等とも呼ぶ）１００が構成される。

また、蛍光体支持基板４上に、反射層保護層８、反射層３設けて支持部材を形成し、さらに蛍光体下地層１を形成した後、蛍光体層２を形成する。

反射層保護層８は、その必要性に応じて形成されればよく、支持基板上に反射層３が直接形成された構成であっても、支持基板が反射層３を兼ねるような構成であってもよい。

蛍光体層２上に蛍光体保護層５を形成してシンチレータパネル１１０が得られる。

図４に示すように、シンチレータパネル１１０は蛍光体層２が蛍光体保護層５を介してセンサーパネルの光電変換素子が形成された表面上に接着層６を介して貼り合わされることにより、放射線検出装置が得られる。

貼り合わされたシンチレータパネル端部は必要に応じて防湿及び剛性支持を目的とする封止層７を設ける。

また、放射線検出装置において、センサーパネル１００の電極取り出し部１０４には、検出用集積回路ＩＣが実装されたフレキシブル回路基板の端子部（不図示）が異方導電性接着剤（接続部）を介して貼り合わされる。

［第３の実施の形態］
また、本発明における蛍光体下地層１は１種類のプラズマ重合膜によって構成されたものに限定されるものでなく、複数種類のプラズマ重合膜の積層によって構成されていてもよい。

本実施形態における蛍光体下地層は、第１の実施の形態のセンサーパネル１００または第２の実施の形態の支持部材（以上を基板と総称する）と接して設けられた第１のプラズマ重合膜と、第１のプラズマ重合膜と接して設けられた防湿性の高い第２のプラズマ重合膜と、第２のプラズマ重合膜と接し、且つ蛍光体層２と接して設けられた第３のプラズマ重合膜により構成されている。

基板と接して設けられる第１のプラズマ重合膜としては、基板表面の無機物質（第１の実施形態における窒化シリコンからなるセンサー保護層１０５や第２の実施の形態における反射層３など）との密着性のよい有機膜が好ましい。

無機物質との密着性の高い有機膜としては、モノマーガスとして、テトラメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ビニルトリメトキシシラン、などのメトキシシラン系化合物モノマーを用いたプラズマ重合法によって形成された有機膜（以下メトキシシラン系プラズマ重合膜と称する）を用いることが好ましい。これは、メトキシシラン系プラズマ重合膜のメトキシ基が無機物質と反応性があり、メチル基が有機物質である第１のプラズマ重合膜との反応性に優れているためと推測される。

第２のプラズマ重合膜としては、高い防湿性を有する有機膜が好ましい。これは、蛍光体下地層から水分が侵入すると、潮解性を有する蛍光体層２の発光特性が変化することにより解像度の低下が起こる恐れがあるため、蛍光体層への水分の侵入を防止することが重要となるためである。第２のプラズマ重合膜の水蒸気透過率は、１０^−１１（ｇ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｃｍＨｇ・ｓｅｃ）以下であることが好ましい。

防湿性の高い有機膜としては、モノマーガスとしてフッ素化合物不飽和炭化水素モノマーを用いたプラズマ重合法によって形成された有機膜（以下フッ素系プラズマ重合膜と称する）を用いることが好ましい。フッ素化合物不飽和炭化水素モノマーとしては、Ｃ_２Ｆ_３Ｈ、Ｃ_２Ｆ_２Ｈ_２、Ｃ_２Ｆ_３Ｃｌ、Ｃ_２Ｆ_２Ｃｌ_２、ＣＦ_３ＣＦＣＦＣＦ_３、ＣＦ_２ＣＦＣＦＣＦ_２、ＣＦ_３ＣＣＣＦ_３などの化合物が使用できる。特に、Ｃ_２Ｆ_３Ｈ、Ｃ_２Ｆ_２Ｈ_２などの、水素とフッ素を有するフッ素化合物不飽和炭化水素モノマーを用いることが好ましい。

第３のプラズマ重合膜としては、第２のプラズマ重合膜との密着性が高く、且つ蛍光体層２との密着性が高い有機膜であることが好ましい。蛍光体層との密着性の高い有機膜としては、第１のプラズマ重合膜と同様にメトキシシラン系プラズマ重合膜を用いることが好ましい。特に、モノマーとしてジメチルジメトキシシランを用いたメトキシシラン系プラズマ重合膜が、ハロゲン化アルカリを用いた蛍光体層と、フッ素系プラズマ重合膜を用いた第２のプラズマ重合膜の双方と十分な密着力を有するため、第３のプラズマ重合膜として用いることが好ましい。これは、ジメチルジメトキシシランのメトキシ基が無機物質である蛍光体層と反応性があり、メチル基が有機物質である第２のプラズマ重合膜との反応性に優れているためと推測される。

また、本発明の蛍光体層に用いられる蛍光体としては、アルカリハライド：付活剤からなる柱状結晶構造を有する蛍光体が好適に用いられ、例えばＣｓＩ：Ｔｌの他に、ＣｓＩ：Ｎａ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＬｉＩ：Ｅｕ、ＫＩ：Ｔｌ等を用いることができる。

以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳しく説明する。

［実施例１］
本実施例は、図１に示される放射線検出装置の例である。

厚さ０．７ｍｍのガラス基板１０１上の４３０ｍｍ×４３０ｍｍの領域に、アモルファスシリコンからなるフォトダイオード（光電変換素子）とＴＦＴ（不図示）、及びＡｌの配線部１０３からなる、画素サイズ１６０μｍ×１６０μｍの画素を２次元的に配置して光電変換素子部１０２を設けた。

また、ガラス基板１０１の周囲の領域には、光電変換素子部１０２から読み出される光電変換情報を読み出すＩＣ等の配線部材と電気的に接続するための、Ａｌの取り出し配線（不図示）、及び電極取り出し部１０４を設けた。

その後ＳｉＮ及びポリイミドからなるセンサー保護層１０５を電極取り出し部１０４が形成された領域を除いて形成し、センサーパネル１００を得た。

次に、蛍光体下地層１として、センサー保護層１０５の表面に下記条件でプラズマ重合膜を成膜した。

重合装置内の系内圧力：８０パスカル（０．６ｔｏｒｒ）
モノマーガス：ジメチルジメトキシシラン
モノマーガス流量 ２０ＳＣＣＭ
高周波電源パワー ５０Ｗ
放電時間 ５分
次に、得られた蛍光体下地層１上の画素領域上に、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）にタリウム（Ｔｌ）が添加された、柱状結晶構造のＣｓＩ：Ｔｌを、真空蒸着法により成膜時間４時間で厚さ５５０μｍ形成した。Ｔｌの添加濃度は０．１〜０．３ｍｏｌ％であった。ＣｓＩ：Ｔｌの柱状結晶の頂面側（蒸着終了表面側）の柱径は平均約５μｍであった。形成されたＣｓＩ：Ｔｌを２００℃の窒素雰囲気下のクリーンオーブン内で２時間熱処理することによって、蛍光体層２を得た。

次に、蛍光体下地層１及び蛍光体層２を被覆するように形成された厚さ５０μｍのホットメルト樹脂からなる蛍光体保護層５と、厚さ２０μｍのＡｌからなる反射層（不図示）及び、厚さ５０μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる反射層保護層（不図示）の積層構造からなる蛍光体保護部材を形成して、蛍光体層が直接形成されたセンサーパネル１００を得た。

蛍光体保護層５として用いられるホットメルト樹脂は、水や溶剤を含まない、室温で固体であり、１００％不揮発性の熱可塑性材料からなる接着性樹脂と定義される（Ｔｈｏｍａｓ.ｐ.Ｆｌａｎａｇａｎ,Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ａｇｅ,９,Ｎｏ３,２８（１９９６））。ホットメルト樹脂は、樹脂温度が上昇すると溶融し、樹脂温度が低下すると固化されるものである。

ホットメルト樹脂は、加熱溶融状態で、他の有機材料、及び無機材料に接着性をもち、常温で固体状態となり接着性を持たないものである。

また、ホットメルト樹脂は極性溶媒、溶剤、及び水を含んでいないので、蛍光体層２（例えば、ハロゲン化アルカリからなる柱状結晶構造を有する蛍光体層）に接触しても蛍光体層を溶解しないため、蛍光体保護層５として使用され得る。

ホットメルト樹脂は、熱可塑性樹脂を溶剤に溶かし溶媒塗布法によって形成された溶剤揮発硬化型の接着性樹脂とは異なる。また、エポキシなどに代表される化学反応によって形成される化学反応型の接着性樹脂とも異なる。

ホットメルト樹脂材料は主成分であるベースポリマー（ベース材料）の種類によって分類され、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等を用いることができる。

蛍光体保護層５として、防湿性が高く、また蛍光体から発生する可視光線を透過する光透過性が高いことが重要である。蛍光体保護層５として必要とされる防湿性を満たすホットメルト樹脂としてポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂が好ましい。特に吸湿率が低いポリオレフィン樹脂を用いることが好ましい。

また、光透過性の高い樹脂として、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。したがって、蛍光体保護層５としてポリオレフィン系樹脂をベースにしたホットメルト樹脂がより好ましい。

ポリオレフィン樹脂は、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体及び、アイオノマー樹脂から選ばれる少なくとも１種を主成分として含有することが好ましい。

エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてヒロダイン７５４４（ヒロダイン工業製）、エチレン−アクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてＯ−４１２１（倉敷紡績製）、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてＷ−４１１０（倉敷紡績製）、エチレン−アクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてＨ−２５００（倉敷紡績製）、エチレン−アクリル酸共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてＰ−２２００（倉敷紡績製）、エチレン−アクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてＺ−２（倉敷紡績製）等を用いることができる。

さらに、センサーパネル１００上の電極取り出し部１０４に異方導電性接着剤３を介してフレキシブル回路基板の端子部（不図示）を熱圧着して、放射線検出装置を得た。

以上のようにして作製した放射線検出装置を、６０℃、９０％の温度、湿度試験槽に１０００時間保存した。その結果、蛍光体層７の位置ずれ、各層間の剥離等の外観不良は発生しなかった。また、蛍光体層７の、水や溶剤に起因する腐食及び潮解による発光強度の劣化も全く認められず、高信頼性の放射線検出装置が得られた。

［実施例２］
本実施例では、実施例１の蛍光体下地層１に用いられたプラズマ重合膜構成及び形成方法と、異なるプラズマ重合膜構成及び形成方法を用いたこと以外は、実施例１と同様の放射線検出装置を実施例１と同様の方法にて製造した。

実施例１と同様の方法によりセンサーパネル１００を得た。
次に、下記条件により複数の種類のプラズマ重合膜の積層構造からなる蛍光体下地層１を成膜した。

（第１のプラズマ重合膜）
重合装置内の系内圧力：８０パスカル（０．６ｔｏｒｒ）
モノマーガス：ジメチルジメトキシシラン
モノマーガス流量 ２０ＳＣＣＭ
高周波電源パワー ５０Ｗ
放電時間 ５分
（第２のプラズマ重合膜）
重合装置内の系内圧力：１３．３パスカル（０．１ｔｏｒｒ）
モノマーガス：Ｃ_２Ｆ_３Ｈ
モノマーガス流量 ５０ＳＣＣＭ
高周波電源パワー ５０Ｗ
放電時間 ４０分
（第３のプラズマ重合膜）
重合装置内の系内圧力：８０パスカル（０．６ｔｏｒｒ）
モノマーガス：ジメチルジメトキシシラン
モノマーガス流量 ２０ＳＣＣＭ
高周波電源パワー ５０Ｗ
放電時間 ５分
上記のように、第１のプラズマ重合膜、第２のプラズマ重合膜、及び第３のプラズマ重合膜の積層構造を形成することによって、水分透過率１．９×１０^―１２（ｇ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｃｍＨｇ・ｓｅｃ）の蛍光体下地層１が完成した。

更に、実施例１と同様な方法により、蛍光体層２を形成した。また更に、実施例１と同様の方法により蛍光体保護層５、反射層（不図示）、及び反射層保護層（不図示）の積層構造よりなる蛍光体保護部材を形成して、蛍光体層が直接形成されたセンサーパネル１００を得た。

更に、実施例１と同様な方法により、電極取り出し部１０４にフレキシブル回路基板の端子部（不図示）を熱圧着して、放射線検出装置を得た。

以上のようにして作製した放射線検出装置を、６０℃、９０％の温度、湿度試験槽に１０００時間保存した。その結果、蛍光体層７の位置ずれ、各層間の剥離等の外観不良は発生しなかった。また、蛍光体層７の、水や溶剤に起因する腐食及び潮解による発光強度の劣化も全く認められず、高信頼性の放射線検出装置が得られた。

［実施例３］
本実施例では、実施例２の蛍光体下地層１に用いられたプラズマ重合膜構成及び形成方法と、異なるプラズマ重合膜構成及び形成方法を用いたこと以外は、実施例２と同様の放射線検出装置を実施例２と同様の方法にて製造した。

具体的には、実施例２の第２のプラズマ重合膜を形成する際のモノマーガスをＣＦ_２ＣＦＣＦＣＦ_２に変更して第２のプラズマ重合膜を形成した。

実施例１と同様の方法によりセンサーパネル１００を得た。

次に、下記条件により複数の種類のプラズマ重合膜の積層構造からなる蛍光体下地層１を成膜した。

ここでは、第２のプラズマ重合膜以外の構成及び形成方法は実施例２と同様であるため、第２のプラズマ重合膜の成膜条件のみを示す。

（第２のプラズマ重合膜）
重合装置内の系内圧力：１３．３パスカル（０．１ｔｏｒｒ）
モノマーガス：Ｃ_２Ｆ_３Ｈ
モノマーガス流量 ５０ＳＣＣＭ
高周波電源パワー ５０Ｗ
放電時間 １０分
上記のように、第１のプラズマ重合膜、第２のプラズマ重合膜、及び第３のプラズマ重合膜の積層構造を形成することによって、水分透過率１．９×１０^―１２（ｇ・ｃｍ／ｃｍ^２・ｃｍＨｇ・ｓｅｃ）の蛍光体下地層１が完成した。

更に、実施例１と同様な方法により、蛍光体層２を形成した。

また更に、実施例１と同様の方法により蛍光体保護層５、反射層（不図示）、及び反射層保護層（不図示）の積層構造よりなる蛍光体保護部材を形成して、蛍光体層が直接形成されたセンサーパネル１００を得た。

更に、実施例１と同様な方法により、電極取り出し部１０４にフレキシブル回路基板の端子部（不図示）を熱圧着して、放射線検出装置を得た。

以上のようにして作製した放射線検出装置を、６０℃、９０％の温度、湿度試験槽に１０００時間保存した。その結果、蛍光体層７の位置ずれ、各層間の剥離等の外観不良は発生しなかった。また、蛍光体層７の、水や溶剤に起因する腐食及び潮解による発光強度の劣化も全く認められず、高信頼性の放射線検出装置が得られた。

［実施例４］
本実施例は、図３及び４に示される放射線検出装置の例である。

厚さ０．７ｍｍのガラス基板１０１上の４３０ｍｍ×４３０ｍｍの領域に、アモルファスシリコンからなるフォトダイオード（光電変換素子）とＴＦＴ（不図示）、及びＡｌの配線部１０３からなる、画素サイズ１６０μｍ×１６０μｍの画素を２次元的に配置して光電変換素子部１０２を設けた。

また、ガラス基板１０１の周囲の領域には、光電変換素子部１０２から読み出される光電変換情報を読み出すＩＣ等の配線部材と電気的に接続するための、Ａｌの取り出し配線（不図示）、及び電極取り出し部１０４を設けた。

その後、ＳｉＮ及びポリイミドからなるセンサー保護層１０５を電極取り出し部１０４が形成された領域を除いて形成し、センサーパネル１００を得た。

次に、厚さ１ｍｍのアモルファスカーボン製の蛍光体支持基板４上に、ポリイミドからなる反射層保護層８及び厚さ３０００ÅのＡｌからなる反射層３を形成し、蛍光体支持基板４の反射層３が形成された側の表面及び反射層３を被覆するように蛍光体下地層１を形成して支持部材を得た。

蛍光体下地層１は、下記条件によりプラズマ重合膜を成膜して形成されたものである。

重合装置内の系内圧力：８０パスカル（０．６ｔｏｒｒ）
モノマーガス：ジメチルジメトキシシラン
モノマーガス流量 ２０ＳＣＣＭ
高周波電源パワー ５０Ｗ
放電時間 ５分
次に、得られた蛍光体下地層１上に、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）にタリウム（Ｔｌ）が添加された、柱状結晶構造のＣｓＩ：Ｔｌを、真空蒸着法により成膜時間４時間で厚さ５５０μｍ形成した。Ｔｌの添加濃度は０．１〜０．３ｍｏｌ％であった。ＣｓＩ：Ｔｌの柱状結晶の頂面側（蒸着終了表面側）の柱径は平均約５μｍであった。形成されたＣｓＩ：Ｔｌを２００℃の窒素雰囲気下のクリーンオーブン内で２時間熱処理することによって、蛍光体層２を得た。

さらに、次に、蛍光体下地層１及び蛍光体層２を被覆するようにポリパラキシリレン製の有機膜を熱ＣＶＤ法によって１５μｍ成膜して蛍光体保護層５を形成し、シンチレータパネル１１０を得た。

次に、センサーパネル１００の画素領域上に、シンチレータパネル１１０を、蛍光体保護層５及びアクリル系の粘着剤６を介して貼り合わせ、さらに、センサーパネル１００上の電極取り出し部１０４に、異方導電性接着剤３を介してフレキシブル回路基板の端子部（不図示）を熱圧着して、放射線検出装置を得た。

以上のようにして作製した放射線検出装置を、６０℃、９０％の温度、湿度試験槽に１０００時間保存した。その結果、蛍光体層７の位置ずれ、各層間の剥離等の外観不良は発生しなかった。また、蛍光体層７の、水や溶剤に起因する腐食及び潮解による発光強度の劣化も全く認められず、高信頼性の放射線検出装置が得られた。

［第４の実施の形態］
図５は、上記の実施の形態の放射線検出装置を備える放射線撮像システムとしてのＸ線診断システムへの応用例を示したものである。

Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は、患者又は被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、シンチレータを上部に実装した放射線検出装置６０４０に入射する。

この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。

Ｘ線の入射に対応してシンチレータは発光し、これを光電変換して電気的情報を得る。

この情報はデジタルに変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され、制御室の表示手段となるディスプレイ６０８０で観察できる。

また、この情報は電話回線６０９０などの伝送処理手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなどにある表示手段となるディスプレイ６０８１に表示したり、光ディスクなどの記録手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。

また、記録手段となるフィルムプロセッサ６１００により記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。

以上説明したように、医療用のＸ線センサなどに応用することが可能であるが、無破壊検査などのそれ以外の用途に応用した場合にも有効である。

本発明の第１の実施の形態としての放射線検出装置の要部を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態としての放射線検出装置のセンサーパネル全体を含む断面図である。 本発明の第２の実施の形態としての放射線検出装置の要部を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態としての放射線検出装置のセンサーパネル全体を含む断面図である。 本発明の第３の実施の形態としての放射線検出装置のＸ線診断システムへの応用例を示したものである。 従来の放射線検出装置の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ プラズマ重合体膜
２ 蛍光体層
３ 反射層
４ 基板
５ 蛍光体保護層
６ 接着層
７ 封止層
８ 反射層保護層
１００ センサーパネル
１０１ ガラス基板
１０２ 光電変換素子部
１０３ 配線部
１０４ 電極取り出し部（電極パッド部）
１０５ 保護層（第１の保護層）
１１０ シンチレータパネル

Claims (6)

1. 基板と、前記基板上に配置された、光を電気信号に変換する複数の光電変換素子からなる受光部と、前記受光部上に配置された保護層とを有するセンサーパネルと、前記センサーパネル上に配置された蛍光体下地層と、前記蛍光体下地層上に配置された、放射線を光に変換する蛍光体層と、を有する放射線検出装置において、
   前記蛍光体層は、蒸着法によって形成された、無機材料のアルカリハライド及び付活剤からなる柱状結晶構造を有し、
   前記蛍光体下地層は、無機材料からなる前記保護層上にプラズマ重合法で形成された、メトキシシラン構造を有する第１の有機膜、フッ素を含有する第２の有機膜、メトキシシラン構造を有する第３の有機膜がこの順に積層された有機膜からなることを特徴とする放射線検出装置。
2. 前記蛍光体層上にホットメルト樹脂からなる蛍光体保護層を有することを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
3. 請求項１又は２に記載の放射線検出装置を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
4. 支持部材と、前記支持部材上に配置された無機材料からなる反射層と、前記反射層上に配置された蛍光体下地層と、前記蛍光体下地層上に配置された、放射線を光に変換する蛍光体層と、前記蛍光体層を被覆する蛍光体保護層とを有するシンチレータパネルにおいて、
   前記蛍光体層は、蒸着法によって形成された、アルカリハライド及び付活剤からなる柱状結晶構造を有し、
   前記蛍光体下地層は、前記支持部材上にプラズマ重合法で形成された、メトキシシラン構造を有する第１の有機膜、フッ素を含有する第２の有機膜、メトキシシラン構造を有する第３の有機膜がこの順に積層された有機膜からなることを特徴とするシンチレータパネル。
5. 請求項４に記載のシンチレータパネルと、基板と、前記基板上に配置された、前記シンチレータパネルの前記蛍光体層で変換された光を電気信号に変換する複数の光電変換素子からなる受光部と、前記受光部上に配置された保護層とを有するセンサーパネルと、を有し、前記シンチレータパネルの前記蛍光体保護層と前記センサーパネルの受光部側の表面とを貼り合わせて形成されている放射線検出装置。
6. 請求項１又は５に記載の放射線検出装置と、
   前記放射線を発生させる放射線源と、
   前記放射線検出装置からの信号を画像として処理する信号処理手段と、
   前記信号処理手段からの信号を保存する保存手段と、
   前記信号処理手段からの信号を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする放射線撮像システム。